1、微喷灌滴灌节水灌溉示范区项目实施方案微喷灌滴灌节水灌溉示范区项目实施方案姜堰市沈高、大伦镇节水灌溉示范区项目实施方案1 建设内容示范项目分为两个项目区,其中项目区分为三个片。根据节水灌溉工程的适应性与节水灌溉示范项目区建设要求,拟在项目区内规划建设苗圃微喷灌工程、葡萄园滴灌工程及蝴蝶兰大棚滴灌工程;项目规划建设衬砌渠道灌溉工程,具体情况见表 1。表 1 示范项目区建设工程类型、规模、地点与建设内容项目区 工程类型规模(亩)作物 建设内容项目 苗圃微喷灌片95 苗圃泵站、管网、微喷灌系统葡萄园滴灌片 400 葡萄树泵站、管网、滴灌系统蝴蝶兰大棚滴灌片 7蝴蝶兰泵站、管网、滴箭系统项目 衬砌渠道灌2、溉2950稻麦两熟泵站、衬砌渠道合计 34522 基本资料2.1 自然状况姜堰市地处长江下游北侧,泰州市域的东北部。姜堰市辖区共有 18 个乡镇,全市 2003 年总人口 92.05 万人,土地总面积 1182km2,耕地面积 96.1 万亩。近几年来,在市委、市政府的领导下,进一步贯彻国家扩大内需的各项政策,紧紧围绕全市经济增长目标,加大制度创新、技术创新的力度,积极实施结构调整,国民经济和社会事业取得了新的进展。姜堰市地处江淮平原,属亚热带气候,区内地势平坦,四季分明,气候温和,以328国道为界,路南属通南高沙土地区,地面高程一般在真高4.5m至6.5m,属长江水系;路北属里下河地区,地面3、高程在真高 1.8m 至 3.0m 左右,属淮河水系。年平均降水量 1046.3mm,丰水年最大降水量为 1671.6mm(1991年),枯水年最小年降水量为 541.8mm1978 年,年平均气温为 14.6,由于年降水量、春雨和汛期降水量不均匀,易造成干旱、渍害、涝灾和旱涝交替等自然灾害。通南地区姜堰水位最高 4.96m(1954年7 月6 日),最低水位 0.98m(1968年6月24 日),正常水位2.0m。(规划最低水位 1.5m)2.2 社会经济概况姜堰市沈高、大伦镇节水灌溉示范项目区涉及沈高、大伦两乡镇。沈高镇地处姜堰市北部,属里下河地区,该镇国内生产总值 30980 万元,工农4、业总产值94441 万元,工业总产值 76510 万元,农业总产值 17931 万元。劳动力 19818 人,耕地面积 54676 亩,农业林牧渔业总产值 17931 万元,农村社会总产值 104144 万元,经济总收入 86802 万元,全年总播种面积 97552 万元。大伦镇地处姜堰市东南部,属通南高沙土地区。该镇共有 16 个行政村,289个村民小组,总人口 4.5 万人,2003 年,国内生产总值 25043 万元,工业生产总值54000 万元,农业生产总值 14900 万元。粮作物总产量 25437 吨,经济作物总产量43311 吨,人均纯收入 3066 元。示范项目区按乡镇分为两部5、分。项目区位于沈高镇河横村,总建设面积 502 亩,种植苗木、葡萄、蝴蝶兰。项目区地势平坦,区内有东西向沈马公路穿过,还有 4 条南北向的姜溱河的支河分布其中。河横村现有 15 个村民小组,总户数 871 户,总人口 3005 人,总耕地面积 3056 亩,劳动人员 1329 人。农业林牧产值 1909 万元,工农业总产值 14071 万元(人均 45420 元),经济总收入 2390 万元(人均所得 4271 元),工业产值 12162万元(人均 39258 元)。项目区位于大伦镇申扬村,总建设面积 2950 亩,北临伦北河,南临伦南河,西临大伦河,东临东姜黄河,项目区主要种植水稻。申扬村现6、有 24 个村民小组,总户数 1070 户,总人口 3453 人,总耕地面积 3650 亩(其中:水田面积 2950 亩),现有电灌站 12 座,2003 年度农民人均纯收入 2495 元。2.3 水利现状姜堰市域内,河流纵横,水系发达。自南至北,南干河、周山河、通扬运河、新通扬运河、泰东河横贯东西;自东至西,姜素河、西姜黄河、龙汊港、中干河、卤汀河、南干河穿插南北。解放后,全市开展了大规模的水利建设。在通南地区开挖了 14 条骨干河道和 167 条乡级河道;在里下河地区实行联圩并垸,建成 208个圩区,圩内耕地总面积 36 万亩,圩堤长度 1055.6km。兴建圩口闸 547 座;全市拥有排7、灌总动力 6.085 万 kW;建成固定排灌站 2560 座;在 328 国道沿线建有控制建筑物 12 座,其中节制涵闸 8 座,套闸 3 座,提水泵站 1 座,初步建成了挡、排、灌、降结合的水利体系,建成旱涝保收田 74.46 万亩,有效灌溉面积达到 91.6 万亩。项目区地处里下河地区与通南腹部,虽属长江水系,但远离长江,且又无独立引江口门,水位水量得不到保证,平均每三年左右就有一次旱情,农业生产经常遭受旱灾的威胁,粮食产量低而不稳,加之农田土质较沙,保水保肥能力差,生产成本大而又难以获得高产。该区土地平整,田间灌排系统基本健全,但由于建筑物工程不配套,土渠渗水漏水严重,水量损耗大,渠系利8、用系数不到 60%,农业生产成本大,严重制约该地区经济的发展。姜堰市近几年农村经济发展较快,随着里下河地区、通南高沙土地区中、低产田改造的成功,为当地农业的可持续发展奠定了基础,但为了加速基本实现农业现代化,姜堰市拟在项目区建设农业科技示范园,展示农业生产结构调整和节水灌溉的方向,扩大葡萄等经济作物的种植面积,增效增收。这就有必要建设现代的农村水利。节水灌溉为农业生产结构调整、基本实现农村水利现代化提供了有效途经。因此,节水灌溉示范项目区建设必将推动姜堰市的农村水利现代化建设。3 技术设计方案3.1 总体设计3.1.1 水源项目区主要以 4 条南北向的姜溱河的支河为灌溉水源,项目区主要以大伦北9、河和大伦南河为主要灌溉水源。3.1.2 首部枢纽本示范项目区分为两个项目区,形成 4 个灌溉系统,则有 4 个首部枢纽,分述如下:项目区1)苗圃微喷灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS65-40-250 型水泵 1 台,该泵设计流量为 30m3/h,设计扬程为 53m,配套动力15kW。2)葡萄园滴灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS150-125-315 型水泵 1 台,该泵设计流量 120m3/h,设计扬程 34m,配套动力30kW。3)蝴蝶兰大棚滴灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS65-50-160A型水泵1台,该泵设计流量23.4m3/h,设10、计扬程28m,配套动力4kW。项目区项目区为衬砌渠道灌溉工程,根据水源与灌溉面积等情况,分别建了五座泵站提水灌溉。泵站一、五都建在大伦北河西岸,均采用 12HBC-40,该泵设计流量 780m3/h,配套动力22kW;泵站二、三都建在大伦北河西岸,均采用 10HBC-30,该泵设计流量 450m3/h,配套动力15kW;泵站四建在大伦南河西岸,采用 14HBC-40,该泵设计流量 1000 m3/h,配套动力 30kW。3.1.3 示范分区根据示范区建设要求与姜堰推广节水灌溉的实际需要,在示范项目区建设了 4 种节水灌溉工程,具体见表 2。表 2姜堰沈高、大伦节水灌溉示范项目分区情况表分区灌溉11、面积(亩)灌溉作物工程内容项目区苗圃微喷灌片95 苗圃泵站、管网、微喷灌系统葡萄园滴灌片 400 葡萄树 泵站、管网、滴灌系统蝴蝶兰大棚滴灌片 7蝴蝶兰 泵站管网、滴箭系统项目区衬砌渠道灌溉2950稻麦两熟泵站、衬砌渠道合计 34523.1.4 水量平衡计算由于分区作物和节水灌溉形式不同,因此分区用水情况也不同,需分区说明采用不同定额和设计灌溉量,具体见表 3。表 3分区用水情况表分区灌溉面积(亩)设计流量(m3/h)水源名称平衡分析项目区苗圃微喷灌片 95 30 姜溱河的一条支河 有保证葡萄园滴灌片 400 120 姜溱河的一条支河 有保证蝴蝶兰大棚滴灌片 723.4姜溱河的一条支河有保证项12、目区衬砌渠道灌溉区29503460大伦南、北河有保证合计34523633.43.1.5 灌溉制度见下面分区典型设计。3.1.6 总体布置图工程总体布置图见沈高镇节水灌溉示范区项目规划图(附图 2)和大伦镇节水灌溉示范区项目规划图(附图 3)。3.2 典型设计3.2.1 项目区工程项目区位于沈高镇河横村,总建设面积 502 亩,种植苗圃、葡萄、蝴蝶兰。项目区地势平坦,区内有东西向沈马公路穿过,还有 4 条南北向的姜溱河的支河分布其中。3.2.1.1 苗圃微喷灌片(1)基本情况本项目区位于沈马公路以南宁盐公路以西,属平原地带;种植面积约为95 亩,主要以种植苗圃为主,灌溉方式拟采用微喷灌。该地区土13、质:壤粘土。(2)灌水器的选择1)壤粘土的允许喷灌强度 s13mm/h。根据喷灌工程技术规范(GBJ85-85),苗圃的适宜雾化指标为 5000。喷头选用正方形布置形式,2)初步选择型号为 30PWSH 雨鸟喷头,该喷头的工作压力 Hp250kPa,喷头流量 qp0.63m3/h,喷嘴直径 3.18mm,射程 R12.2m。3)喷头的组合间距:间距射程比 KaKb0.9,则 ab0.912.210.98m,取 10.0m。4)校核:喷头雾化指标:H/D100250/3.1878615000组合喷灌强度:mm/h 13mm/h。雾化指标和喷灌强度均满足要求,确定选用 20PY2-30 型喷头。(14、3)工程规划布置本系统由泵站一从姜溱河的一条支河提水,经干管进入灌溉管网。干管沿沈马公路北侧东西向布置,长约 560m。支管共分四个区,垂直干管南北向布置,共72 根支管。在支管上每隔 10m 设一竖管,高约 1.2m,竖管上安装微喷头。干管及支管均采用 UPVC 管,埋于地面以下 0.5m,工程具体布置及管道结构图见附图 2、18 所示。(4)灌溉制度确定1)设计灌水定额采用公式:式中m?设计灌水定额,mm;?土壤容重,g/cm3,为 1.3;z?计划湿润层深度,m,取 0.3;?适宜土壤含水量上、下限(占干土重量的百分比),分别取田间持水率的 100%和 80%;?灌水利用系数,取 0.915、。当地土质为壤粘土,田间持水率取 22%(重量百分率),计算得:m 19.1mm,取 20 mm2)设计灌水周期灌区种植苗圃,参照喷灌工程设计手册,日需水量 Ea6.5mm,则灌水周期:T2.77d 即灌水周期为 3d。3)喷灌工作制度1、支管在每个位置上的工作时间t3.17h每天喷灌时间取 20 小时,所以每天应喷洒的位置数:n6.3,取 n6。即每天可喷洒 6 个位置。2、需同时工作的支管数和喷头数项目区共有支管位置 N72。则同时工作的支管数:n4.0即每次同时工作支管数取 4 根。3、轮灌工作制度轮灌制度按干管续灌,支管轮灌的方法进行灌溉。每次同时工作的支管数取 4 根。具体轮灌顺序见16、表 4。表 4 轮 灌 顺 序 表轮灌支管轮灌顺序第一组 第二组 第三组 第四组第一天 1一区 1 二区 1 三区 1 四区 12一区 2 二区 2 三区 2 四区 23一区 3 二区 3 三区 3 四区 34一区 4 二区 4 三区 4 四区 45一区 5 二区 5 三区 5 四区 56一区 6 二区 6 三区 6 四区 6第二天 1一区 7 二区 7 三区 7 四区 72一区 8 二区 8 三区 8 四区 83一区 9 二区 9 三区 9 四区 94一区 10 二区 10 三区 10 四区 105一区 11 一区 12 二区 11 四区 116一区 13 一区 14 二区 12 四区 1217、第三天 1二区 13二区 14 四区 13 四区 142二区 15二区 16 四区 15 四区 163二区 17二区 18 四区 17 四区 184二区 19二区 20 二区 21二区 225二区 23二区 24 二区 25二区 266二区 27二区 28 二区 29二区 30(5)管道选择1)支管选择由于支管埋于地下,故支管采用 UPVC 管。为使支管口首末两个喷头工作压力之差应在喷头设计工作压力的 20%以内,满足这一要求的支管最小管径计算公式为:式中 Q 为计算的支管段进口流量,L 为管长,F 为多孔系数,HP 喷头的设计工作压力,为首末喷头处地面高程差,取 0.5m,f、m、b 为管材18、参数,对于 UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,支管布置9个喷头,其流量为m3/h,支管长m,F0.408,计算得:28mm,取32 的 UPVC 管作为支管,内径为 29.9mm,竖管采用30 的铝管,其长度取 1.2m。2)干管选择由灌溉制度得,干管工作时的最大流量为 22.68 m3/h。管径按下式计算:式中:Q?管道设计流量,m3/h;?适宜流速,本处取 1.4m/s;计算得,75.8mm,根据实际干管管径取90。(6)水力计算取最不利工作点作为计算点,即在四区的 18 号支管位置处。1)支管(四区的 18 号支管)入口工作压力因最大水头差产生在首末端喷头间,所以应19、该用末端喷头入口压力为计算基准。支管入口水头应等于喷头工作水头、末端喷头入口与支管入口的高程差、竖管水头与支管水头损失诸项之和。由于喷头入口压力按国家标准规定系指实际入口下 200mm 处的测管压力,所以竖管的计算长度应为竖直高度减 0.2m,选用规格为30 的铝管作为立管,内径为 25mm,长度为 1.2m,计算长度取 1.0m。支管入口与末端的地形高差最大为 0.5m,因此支管入口的压力水头为:32.0 m即支管入口压力水头需保证有 32.0m。2)干管入口压力干管水头损失由公式:计算得:m,局部水头损失以 10%计算,0.8m。+32.0+8.0+0.840.8m(7)选择加压水泵及配套20、动力水泵吸水管、出水管路及首部水头损失取 5.0m,地面高程与河平均水位高程差为 2.4m,则水泵设计扬程为:H40.8+5.0+2.448.2m根据水泵所需流量 22.68m3/h,扬程 48.2m,选用 1 台套 IS65-40-250 型离心泵,该泵单台套设计流量Q为30m3/h,设计扬程H为53m,配套电机功率15kW,泵站具体布置图见附图 8。(8)工程与工程量该区工程量见表 5,工程汇总见表 6。表 5 工程量表名称规格单位数量土 石 方土方(m3)砼(m3)钢筋(t)浆砌石(m3)投工(日)管道埋设UPVC 管 m64002495625泵房10 m2座 1360 2.440.5 21、10.71130总计 2855 2.440.5 10.71755表 6 工程汇总表名称 规格 单位 数量UPVC 管PN632m5800PN690m600铝合金管30m670喷头雨鸟 30PWSH个 550三通9030个 803230个 550弯头90个 530个 80自动空气阀套 1闸阀 90个 1闸阀 32个 72过滤器 200 目网式过滤器套 1压力表 300kPa 只 1水泵IS65-40-250台 1电机15kW台 1泵房10 m2座 13.2.1.2 葡萄园滴灌片(1)基本情况葡萄园滴灌工程位于沈马公路两侧,西姜溱河以东,耕地面积 400 亩,南北向近似矩形田块。区内种植葡萄,行距22、 2.5m、株距 1.2m,项目区地势平坦。该地区土质为粘壤土,干容重 1.3g/cm3,田间持水率为 22%(重量百分比)。(2)灌水器选择根据葡萄的灌水特点,选择绕树滴灌。滴头选用上海万得凯节水有限公司生产的型号为 5812 的滴头,主要性能指标为:流量 2.0L/h,设计工作压力 100kPa。(3)工程规划布置灌溉系统直接从姜溱河的支河中取水,泵房等首部枢纽设备分别布置在该项目区中部、沈马公路北边。南北向布置干管,干管长 30m,在干管两边沿沈马公路两侧布置分干管,分干管 1、分干管 2、分干管 3、分干管 4 长度分别为 395m、485m、620m、195m。在分干管上每隔 30m23、 设一给水栓,每个给水栓控制一条支管,毛管垂直于支管布置,间距为 2.5m;每棵葡萄树周围布设绕树毛管,实施绕树滴灌,具体规划布置及管道结构图见附图 2、17、19 所示。(4)确定灌溉制度1)设计灌水定额采用公式:式中m?设计灌水定额,mm;?土壤容重,g/cm3,为 1.3;z?计划湿润层深度,m,取 0.6;p?设计土壤湿润比,取 50%;?适宜土壤含水量上、下限(占干土重量的百分比),分别取田间持水率的 100%和 80%,当地土质为壤土,田间持水量取22%(重量百分率);?滴灌水利用系数,取 0.9。计算得 m8.7 mm2)设计灌水周期采用公式:T葡萄设计耗水强度取 3 mm/d,24、计算得 T2.6 d。取灌水周期为 T2.5d。3)一次灌水延续时间采用公式:tt?一次灌水延续时间一次灌水延续时间(h);ab?葡萄树冠垂直投影面积,m2,取 4m2;q?绕树毛管总流量,12 L/h(半径取 0.7 m,周长 2.2 m,每支绕树毛管安装 6 个滴头)。计算得 t2.61h,合 2 小时 40 分钟。4)轮灌组划分系统实行轮灌,每天工作时间 c 为 12 小时,轮灌组个数计算公式为:N计算得 N11.5,即可分为 11 个轮灌组。每块田由一只给水栓供水,共由 54 只给水栓,则同时工作的给水栓数目n5,具体灌溉制度见表 7。表 7 灌工作制度表时间轮 灌 组第一天早晨给水栓25、 1、14、30、31、50上午给水栓 2、15、32、33、51中午给水栓 3、16、34、35、52下午给水栓 4、17、36、37、53晚上给水栓 5、18、38、39、54第二天 早晨给水栓 6、19、20、40、41上午给水栓 7、21、22、42、43中午给水栓 8、23、24、44、45下午给水栓 9、25、26、46、47晚上给水栓 10、11、27、48、49第三天 早晨给水栓 12、13、28、29上午中午下午晚上(5)系统流量计算1 毛管流量每条绕树毛管安装 6个滴头,滴头流量为2L/h,毛管最多连接绕树毛管数为 149 条。Q 毛 261491788L/h1.788m326、/h2)支管流量根据灌溉制度及附图 3,每条支管连接 12根毛管,支管通过给水栓连接到分干管。则设计流量 Q 支为:Q 支 1.7881221.456 m3/h3)分干管流量根据灌溉制度,分干管上每次最多同时工作的给水栓数为 2 个,每个给水栓控制 1 条支管,则设计流量 Q 支为:Q 分干 1.78821242.912 m3/h4)干管流量 根据灌溉制度,当给水栓 10、11、27、48、49 同时工作时,干管流量处于最大,其设计流量 Q 干为:Q 干 84.96 m3/h。(6)管道管径及水力计算设计中所选滴头为可调滴头,该滴头在 2.0 L/h 流量下,工作压力为100kPa,则确定本设27、计毛管末端压力为 10m。1)绕树毛管绕树毛管用于安装滴头并与毛管相连,选用12 的 PE 管。2)毛管为使毛管首末两个灌水器工作压力之差满足灌水器设计工作压力的 20%以内,需满足以下公式:式中 Q 为计算的毛管段进口流量,L 为管长,F 为多孔系数,HP 喷头的设计工作压力,为首末喷头处地面高程差,取 0.1m,f、m、b 为管材参数,对于 UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,其流量为 m3/h,毛管长 m,F0.408,计算得:25.8mm,选择32 的 PE 管,其内径为 30mm。计算毛管水头损失公式为:计算得,h 毛 1.9m。3)支管由灌溉制度得,支管工作时的28、最大流量为 21.456 m3/h。管径按下式计算:式中:Q?管道设计流量,m3/h;?适宜流速,本处取 1.4m/s;计算得,73.8mm,根据实际支管管径取 PN375,其内径为 74.5mm。计算支管水头损失公式为:其中:Q21.456 m3/h,L30m,D74.5mm;f、m、b 为管材参数,对于 UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,F 为多孔系数取 0.408。计算得,h 支 0.5m。4)分干管由灌溉制度得,分干管工作时的最大流量为 42.912 m3/h。管径按下式计算:式中:Q?管道设计流量,m3/h;?适宜流速,本处取 1.4m/s;计算得,104.3m29、m,根据实际支管管径取 PN3110,其内径为 109.2mm。计算分干管水头损失公式为:其中:Q42.912 m3/h,L620m,D109.2mm;f、m、b 为管材参数,对于 UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,F 为多孔系数取 0.408。计算得,h 分干 9.5m。5)干管由灌溉制度得,干管工作时的最大流量为 84.96 m3/h。管径按下式计算:式中:Q?管道设计流量,m3/h;?适宜流速,本处取 1.4m/s;计算得,146.7mm,根据实际干管管径取 PN3160,其内径为 158.8mm。计算干管水头损失公式为:其中:Q84.96 m3/h,L17m,D130、58.8mm;f、m、b 为管材参数,对于 UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,F 为多孔系数取 0.408。计算得,h 干 0.1m。(7)水泵选型1)水泵设计流量Q 设 94.4m3/h2 水泵设计扬程h 干 10+h 干+h 分干+h 支+h 毛 10+0.1+9.5+0.5+1.922.0mH 总 h 干+式中:?水泵吸水管路沿程损失之和干管入口处局部损失之和,以 h 干的 15%估算。?水泵安装高程与水源水位之高差,取 2.4m。计算得:H总 22.0+22.0?0.15+2.427.7m。3)泵站及配套电机根 据 设 计 流 量 Q 设 94.4m3/h,设 计31、 扬 程 H 总 27.7m,选 择 1 台IS150-125-315 水泵,该泵单台设计流量 120m3/h,设计扬程34.0m,配套电动机功率 30KW,泵站具体布置见附图 9。(8)工程与工程量该区工程量见表 8,工程汇总见表 9。表 8 工程量表名称规格单位数量土 石 方土方(m3)砼(m3)钢筋t浆砌石(m3)投工(日)管道埋设PE 管m133000 1230308UPVC 管m3490泵房10m2座 1360 2.440.5 10.71130总计 1590 2.440.5 10.71438表 9 工程汇总表名称规格单位数量PE 管12m5000032m83000UPVC 管PN3732、5m1670PN3110m1800PN3160m20三通160110 个 511075 个 6075个 607532个 720异径接头3212个 70000滴头5812个 424500给水栓 75个 60自动空气阀套 4压力表 300kPa 个 1过滤器 200 目砂石过滤器套 1反冲砂石过滤器套 1水泵IS150-125-315 台 1电机30 kw台 1泵房10m2座 13.2.1.3 蝴蝶兰大棚滴灌片(1)基本情况本区位于宁盐公路以西,沈马公路以北。大棚分为上下两层,一层大棚长73m,宽 35m,二层大棚长 47m,宽 40m,总面积约 7 亩。主要种植蝴蝶兰,灌溉方式拟采用滴灌。(2)33、工程规划布置根据蝴蝶兰的灌水特点,灌水器采用上海万得凯节水技术有限公司生产的型号为 5425 型滴箭。该滴箭的主要技术指标为:水压 80120kPa,流量2.04.0L/h。每根毛管在经过蝴蝶兰处每隔 20cm 设一滴箭,每根滴箭可供四盆蝴蝶兰灌水。(3)工程规划布置该温室大棚分上、下两层,通过泵站三提引姜溱河一分支的水进行灌溉。由干管引水从大棚一侧进入灌溉系统,干管长约 60m,再沿大棚宽度方向布置分干管(分干管一、分干管二),长度分别为 31.4m、36.4m;在分干管上每隔 2.8m 设一给水栓,每个给水栓控制一条支管,每条支管长度为 1.8m;毛管垂直于支管布置,间距为 20cm。具体34、规划布置及管道结构图见附图 2、4、20。(4)灌溉制度的确定1)设计灌水定额式中:m?设计灌水定额,mm;?土壤容重,g/cm3,取 1.3;z?计划湿润层深度,取 0.2m;p?设计土壤湿润比,取 50%;?适宜土壤含水量上、下限(占干土重量的百分比),分别取 100%和 80%;?灌溉水利用系数,取 0.9。计算得:m8.5mm,取 10mm。2)设计灌水周期蝴蝶兰设计日耗水强度 Ea 取 3mm/d。3d取灌水周期 T3d。3)一次灌水延续时间式中:Sr?行距,取 0.2m;St?株距,取 0.2m;t?一次灌水延续时间,h;n?一株安装的滴头个数,取 1 个;q 滴?滴头流量,取 335、.0L/h。计算得:t0.13h。4)轮灌组划分大棚内放水栓实行轮灌,具体见表 10。表 10 轮灌工作制度表时间轮灌组第一天早晨给水栓 1、13上午给水栓 2、14中午给水栓 3、15下午给水栓 4、16晚上给水栓 5、17第二天 早晨给水栓 6、18上午给水栓 7、19中午给水栓 8、20下午给水栓 9、21晚上给水栓 10、22第三天 早晨给水栓 12、23上午给水栓 24、25中午给水栓 26下午晚上(5)系统流量计算1)毛管流量毛管上最多连接了 300 个滴箭,每个滴箭设计流量取 3.0L/h,则 毛管流量:L/h0.9m3/h2)支管流量每条支管上有 10 根毛管同时工作,则支管流36、量:m3/h3)分干管流量1、分干管一由灌溉制度,分干管一上最多只有一条支管工作,则分干管一的流量:m3/h2、分干管二由灌溉制度,分干管二上最多有两条支管同时工作,则分干管二的流量:m3/h4)干管流量由灌溉制度,干管流量等于分干管二的流量:m3/h(6)管道水力计算1)毛管水力计算为使毛管首末两个滴头工作压力之差满足滴头设计工作压力的 20%以内,需满足以下公式:式 中:Q0.9m3/h,L69m,HP120kPa,0,f、m、b为 管 材 参 数,f0.948105,m1.77,b4.77,F0.408。计算得:D 毛 16mm。故毛管采用20 的 PE 管,则管内径为 17mm。毛管水37、头损失:计算得:H 毛 3.5m。2)支管水力计算管径按下式计算可得:式中:v1.5m/s,计算得:D 48mm,故支管取50 的 UPVC 管,管内径为49.6mm。支管水头损失:式 中:Q9m3/h,f、m、b为 管 材 参 数,对 于UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,k1.1,L1.8m,d49.6mm,F0.408。计算得:H 支 0.05m。3)分干管水力计算1、分干管一管径按下式计算可得:式中:v1.5m/s,计算得:D 48mm,故支管取50 的 UPVC 管,管内径为49.6mm。分干管水头损失:式 中:Q9m3/h,f、m、b为 管 材 参 数,对 于U38、PVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,k1.1,L31.4m,d49.6mm,F0.408。计算得:H 分干 1.0m。2、分干管二管径按下式计算可得:式中:v1.5m/s,计算得:D 67.5mm,故支管取75 的 UPVC 管,管内径为74.5mm。分干管水头损失:式 中:Q18m3/h,f、m、b为 管 材 参 数,对 于UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,k1.1,L36.4m,d74.5mm,F0.408。计算得:H 分干 0.5m。4)干管水力计算管径按下式计算可得:式中:v1.5m/s,计算得:D 67.5mm,故支管取75 的 UPVC 管,39、管内径为74.5mm。干管水头损失:式 中:Q18m3/h,f、m、b为 管 材 参 数,对 于UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,k1.1,L60m,d74.5mm,F0.408。计算得:H 干 0.7m。7)水泵选型1)水泵设计流量Q 设 20.0m3/h2 水泵设计扬程h干12+h干+h分干+h支+h毛+h12+0.7+1.0+0.05+3.5+3.020.25mH 总 h 干+式中:?水泵吸水管路沿程损失之和干管入口处局部损失之和,以 h 干的 15%估算。?大棚一层与二层的地面高程差,取 3.0m。?水泵安装高程与水源水位之高差,取 2.4m。计算得:H 总 2040、.25+20.25?0.15+2.425.69m。3)泵站及配套电机根 据 设 计 流 量 Q 设 20.0m3/h,设 计 扬 程 H 总 25.69m,选 择 1 台IS65-50-160A水泵,该泵设计流量23.4m3/h,设计扬程28m,配套电动机功率4KW,泵站具体布置见附图 10。(8)工程与工程量该区工程量见表 11,工程汇总见表 12。表 11 工程量表名称规格单位数量工 程 量土方(m3)砼(m3)钢筋t浆砌石(m3)投工(日)管道埋设PE 管m143504010UPVC 管m170泵房10m2座 1360 2.440.5 10.71130总计 4002.440.5 10.741、1140表 12 工程汇总表名称 规格 单位数量PE 管20m14350UPVC 管PN350m85PN375m85三通7550个 275个 250个 305020个 30弯头75个 2滴箭 5425 型 支 54800闸阀 75个 1闸阀 50个 26过滤器 200 目砂石过滤器套 1反冲砂石过滤器套 1压力表 300kPa 个 1水泵IS65-50-160A台 1电动机 4kW 台 1泵房10 m2座 13.2.2 项目区工程(衬砌渠道)(1)基本情况该项目区位于姜堰市大伦镇申扬村,北临伦北河,南临伦南河,西临大伦河,东临东姜黄河,总耕地面积总计 3650 亩,其中水田面积 2950 亩。42、项目区主要种植稻麦,采用衬砌渠道系统进行灌溉。(2)工程总体布局拟将该项目区分为五个灌溉区:红星组、张家埭为一区;王家组为二区;朱家组、黄河组为三区;大伦镇、福兴等组为四区;利民、光明等组为五区。在每个区分别新建泵站,引伦北河、伦南河水进行灌溉,渠道设斗、农两级,在项目区原有渠系的基础上进行增补、衬砌,农渠实行灌排相间布置,两条农渠中间设立排水沟。格田宽设为 25m(包括田埂),每块格田设置一个田间进水洞和田间出水洞,每两块田设一下田便桥。渠道具体情况见表 13,渠系布置详见附图 3。表 13 衬砌渠道规划布置情况表灌溉区 斗渠长度(m)支 渠名称耕地面积(亩)长度(m)进水洞个数灌溉水源灌溉43、一区泵站一 斗渠 1(555)农渠 1 75 438 18 伦北河农渠 2 95 504 20 农渠 3134 480 19 农渠 4200 510 20 农渠 585510 20灌溉二区泵站二 斗渠 2(512)农渠 6 77 465 19 伦北河农渠 7 162 457 18 农渠 862 365 15灌溉三区泵站三 斗渠 3(391)农渠 9 41 308 12 伦北河农渠 1090 216 9 农渠 1182 486 19 农渠 12 160 492 20 农渠 13 76290 12灌溉四区泵站四 斗渠 4(535)农渠 14 105 480 19 伦南河农渠 15186 898 344、6 农渠 16 153 441 18 农渠 17 130 906 36农 渠18119 906 36 农渠 19 80 446 18 农渠 20 122 855 34灌溉五区泵站五 斗渠 5(395)农渠 21 95 384 15 伦南河农渠 22143 512 20 农渠 23 90 226 9 农渠 24210 511 20 农渠 25 52224 9 农渠 26126 524 21小计 23882950128345123 设计灌水率该区为稻麦轮作,渠道一水稻泡田期用水进行设计。该区土质为砂壤土,泡田定额按 80 m3/亩,泡田期按 5d 计,每天工作时间以 20h 计,则:(m3/s)/45、万亩(4)渠系设计流量由于各灌溉区皆为小型提水灌区,采用续灌方式。(1)田间净流量Q 田净 qA式中:A?渠道控制面积(2)田间毛流量,取。(3)农渠毛(设计)流量式中:A0?为土壤透水系数;根据砂土,由规范查得:A03.4,m0.5;?衬砌防渗折减系数,取 0.15;l?渠道的工作长度(km),农渠取实际长度的一半计算,斗渠为斗渠段长度。(4)斗渠各渠段设计流量经计算,各斗、农渠控制面积、长度及设计流量见表 14。(5)渠道设计断面该项目区斗渠横断面采用梯形断面,农渠横断面采用 U 型断面,按明渠均匀流公式设计,采用试算法得到渠道断面参数以及实际采用断面参数,具体见表15;该项目区斗渠纵断面46、采用 1/3000 的比降,农渠纵断面采用 1/2000 的比降。各斗渠及典型农渠(农 24)的纵横断面见附图 5、6、7。(6)水泵选型由(5)可知灌溉泵站所需流量及由田面高程与水位推算的所需扬程及所选水泵与配套动力见表 16,泵站布置图见附图 11、12、13。表 14 渠道及泵站流量推算表灌溉区 斗渠设计流量(m3/h)支 渠名称耕地面积(亩)设计流量(m3/s)灌溉一区泵站一斗渠 1农渠 1 75 0.0190.164农渠 2 95 0.024 农渠 3134 0.033 农渠 4200 0.049 农渠 5850.022灌溉二区泵站二 斗渠 2 农渠 6 77 0.0190.087农47、渠 7 162 0.040 农渠 862 0.015灌溉三区泵站三 斗渠 3 农渠 9 41 0.0100.121农渠 1090 0.022 农渠 1182 0.021 农渠 12160 0.039 农渠 13760.019灌溉四区泵站四 斗渠 4 农渠 14 105 0.0260.250农渠 15186 0.048 农渠 16153 0.038 农渠 17130 0.034农 渠18119 0.031 农渠 1980 0.020 农渠 20122 0.032灌溉五区泵站五 斗渠 5 农渠 21 95 0.0230.190农渠 22143 0.035 农渠 2390 0.021 农渠 242148、0 0.052 农渠 25520.013 农渠 26126 0.031表 15 衬砌渠道断面参数表项 目 区渠 道计算断面实 际 采 用 断 面名称断面型式设计流量(m3/s)底宽bm 圆弧半径Rm 水面宽Bm 设计水深hm 渠深Hm 比降i底宽bm 渠深Hm 圆弧半径Rm 水面宽Bm灌溉一区泵站一斗渠 1 梯形0.1640.3 0.670.91/3000 0.3 0.9农渠 1 U 形0.0190.25 0.550.250.451/2000 0.350.7农渠 2 U 形0.0240.27 0.590.270.471/20000.6 0.350.7农渠 3 U 形0.0330.31 0.6649、0.310.511/20000.6 0.350.7农渠 4 U 形0.0490.36 0.760.360.561/20000.6 0.350.7农渠 5 U 形0.0220.26 0.570.260.461/20000.6 0.350.7灌溉二区泵站二斗渠 2 梯形0.0870.3 0.520.751/3000 0.3 0.75农渠 6 U 形0.0190.25 0.550.250.451/20000.6 0.350.7农渠 7 U 形0.0400.33 0.710.330.531/20000.6 0.350.7农渠 8 U 形0.0150.23 0.500.230.431/20000.6 050、.350.7灌溉三区泵站三斗渠 3 梯形0.1210.3 0.590.8 1/3000 0.3 0.8农渠 9 U 形0.0100.20 0.440.200.401/20000.6 0.350.7农 10U 形0.0220.26 0.570.260.461/20000.6 0.350.7农 11U 形0.0210.26 0.570.260.461/20000.6 0.350.7农 12U 形0.0390.33 0.700.330.531/20000.6 0.350.7农 13U 形0.0190.25 0.550.250.451/20000.6 0.350.7续上表项 目 区渠 道计算断面实 际51、 采 用 断 面名称断面型式设计流量(m3/s)底宽bm 圆弧半径Rm 水面宽Bm 设计水深hm 渠深Hm 比降i底宽bm 渠深Hm 圆弧半径Rm 水面宽Bm灌溉四区泵站四斗渠 4 梯形0.2500.3 0.800.951/3000 0.3 0.95农渠 14U 形0.0260.28 0.610.280.481/20000.6 0.350.7农渠 15U 形0.0480.35 0.750.350.551/20000.6 0.350.7农渠 16U 形0.0380.32 0.690.320.521/20000.6 0.350.7农渠 17U 形0.0340.31 0.670.310.511/2052、000.6 0.350.7农渠 18U 形0.0310.30 0.650.300.501/20000.6 0.350.7农渠 19U 形0.0200.26 0.560.260.461/20000.6 0.350.7农渠 20U 形0.0320.30 0.650.300.501/20000.6 0.350.7灌溉五区泵站五斗渠 5 梯形0.1900.3 0.720.9 1/3000 0.3 0.9农渠 21U 形0.0230.27 0.580.270.471/20000.6 0.350.7农渠 22U 形0.0350.31 0.670.310.511/20000.6 0.350.7农渠 23U 53、形0.0210.26 0.570.260.461/20000.6 0.350.7农渠 24U 形0.0520.36 0.770.360.561/20000.6 0.350.7农渠 25U 形0.0130.22 0.480.220.421/20000.6 0.350.7表 16灌溉泵站所选水泵与配套动力项目区所需流量(m3/s)所需扬程 m 所选水泵配套动力 kW灌溉一区泵站一 0.1644.6 12HBC-4022灌溉二区泵站二 0.0874.6 10HBC-3015灌溉三区泵站三 0.1214.6 10HBC-3015灌溉四区泵站四 0.2504.6 14HBC-4030灌溉五区泵站五 0.54、1904.6 12HBC-4022(7)渠系配套建筑物每条农渠采用农渠首以便控制,农渠上在每块格田(宽 25m)设一个放水口,以放水入田灌溉,渠道穿路采用穿路涵(桥),以利交通,配套建筑物的布置图见附图 14、15、16。(8)工程与工程量工程量总见表 17,工程汇总见表 18。表 17 工程量表名称规格单位数量土 石 方土方(m3)砼(m3)钢筋t浆砌石(m3)投工(日)衬砌渠道农渠m12834997215943195斗渠m2388农渠首 50个 26 104 39.01.3225泵房10m2座 535 24.02.5161过路涵 504m个 30 500 9282进水洞 20个 512 1331205 11277出水洞 20个 512桥 2.02.5m 座 256 400 316 182711总计 12342 21871978